IP地址，子网掩码，默认网关，DNS服务器简介

一、IP地址

详细介绍可以参考文章《IP地址-百度百科》

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，IP有唯一性，是32位二进制数据，通常以十进制表示，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，用来标识网络中一个个主机，以此来屏蔽物理地址的差异。
IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道对方的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。

IP地址分为五类，主要依据网络号的长度进行划分：
IP地址由网络号和主机号组成，网络号占用的位数决定了分类。例如：
　　1、‌A类IP地址‌
　　　　　　网络号占1字节（8位），范围1.0.0.0~126.255.255.255，全球仅126个可用网络
　　　　　　适用于大型网络，每个网络支持约1677万主机
　　　　　　A类公有IP地址：1.0.0.0~9.255.255.255、11.0.0.0~126.255.255.255
　　　　　　A类私有IP地址：10.0.0.0~10.255.255.255
‌　　2、B类IP地址‌
　　　　　　网络号占2字节（16位），范围128.0.0.0~191.255.255.255，约16382个网络
　　　　　　适用于中型网络，每个网络支持约6万主机
　　　　　　B类公有IP地址：128.0.0.0~172.15.255.255、172.32.0.0~191.255.255.255
　　　　　　B类私有IP地址：172.16.0.0~172.31.255.255
‌　　3、C类IP地址‌
　　　　　　网络号占3字节（24位），范围192.0.0.0~223.255.255.255，可达约209万个网络
　　　　　　适用于小型网络，每个网络支持约254台设备
　　　　　　C类公有IP地址：192.0.0.0~192.168.255.255、192.169.0.0~223.255.255.255
　　　　　　C类私有IP地址：192.168.0.0~192.168.255.255
‌　　4、D类IP地址‌
　　　　　　用于多点广播（组播），以1110开头，范围224.0.0.0~239.255.255.255
　　　　　　用于组播通信（一次发送数据给多个设备）
‌　　5、E类IP地址‌
　　　　　　保留未使用，以1111开头，范围240.0.0.0~255.255.255.254

二、子网掩码

详细介绍可以参考文章《子网掩码-百度百科》

子网掩码又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

1、默认子网掩码

子网掩码一定是配合IP地址来使用的。对于常用网络A、B、C类IP地址其默认子网掩码的二进制与十进制对应关系如下表所示。
子网掩码工作过程是：将32位的子网掩码与IP地址进行二进制形式的按位逻辑“与”运算得到的便是网络地址，将子网掩码二进制按位取反，然后与IP地址二进制进行逻辑“与”（AND）运算，得到的就是主机地址。
如：192.168.10.11 AND 255.255.255.0，结果为192.168.10.0，其表达的含义为：该IP地址属于 192.168.10.0这个网络，其主机号为10，即这个网络中编号为10的主机。

类别	子网掩码二进制数值	子网掩码十进制数值
A类地址	1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0	255.0.0.0
B类地址	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0	255.255.0.0
C类地址	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0	255.255.255.0

2、子网掩码计算方式

计算过程是将IP地址和子网掩码都换算成二进制，然后进行与运算，结果就是网络地址。
与运算如下所示，上下对齐，1位1位的算，1与1=1，其余组合都为0。
例如：
①假设1号计算机的IP地址为192.168.0.1，2号计算机的IP地址为192.168.0.2，两台计算机的子网掩码为255.255.255.0
从下面运算结果可以看出二台计算机的网络地址都为192.168.0.0，而且IP地址不相同，所以两台计算机之间可以互通

类别	十进制数值	二进制数值
1号计算机IP地址	192.168.0.1	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1
1号计算机子网掩码地址	255.255.255.0	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0
与运算结果	192.168.0.0	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0

 

类别	十进制数值	二进制数值
2号计算机IP地址	192.168.0.2	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 1 0
2号计算机子网掩码地址	255.255.255.0	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0
与运算结果	192.168.0.0	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0

 

②假设1号计算机的IP地址为192.168.0.1，2号计算机的IP地址为192.168.1.1，两台计算机的子网掩码为255.255.255.0
从下面运算结果可以看出1号计算机的网络地址为192.168.0.0，2号计算机的网络地址为192.168.1.0，两台计算机不在同一个网络下，所以两台计算机之间不互通

类别	十进制数值	二进制数值
1号计算机IP地址	192.168.0.1	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1
1号计算机子网掩码地址	255.255.255.0	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0
与运算结果网络地址	192.168.0.0	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0

 

类别	十进制数值	二进制数值
2号计算机IP地址	192.168.1.1	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1 · 0 0 0 0 0 0 0 1
2号计算机子网掩码地址	255.255.255.0	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0
与运算结果网络地址	192.168.1.0	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0

 

③假设1号计算机的IP地址为192.168.0.1，2号计算机的IP地址为192.168.1.1，两台计算机的子网掩码为255.255.255.192
从下面运算结果可以看出1号计算机的网络地址为192.168.0.0，2号计算机的网络地址为192.168.1.0，两台计算机不在同一个网络下，所以两台计算机之间不互通

类别	十进制数值	二进制数值
1号计算机IP地址	192.168.0.1	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1
1号计算机子网掩码地址	255.255.255.192	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 0 0 0 0 0 0
与运算结果网络地址	192.168.0.0	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0

 

类别	十进制数值	二进制数值
2号计算机IP地址	192.168.1.1	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1 · 0 0 0 0 0 0 0 1
2号计算机子网掩码地址	255.255.255.192	1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 · 1 1 0 0 0 0 0 0
与运算结果网络地址	192.168.1.0	1 1 0 0 0 0 0 0 · 1 0 1 0 1 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 1 · 0 0 0 0 0 0 0 0

 

三、默认网关

详细介绍可以参考文章《网关-百度百科》

连接两个不同的网络的设备都可以叫网关设备，网关的作用就是实现两个网络之间进行通讯与控制。
网关设备可以是交互机（三层及以上才能跨网络）、路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器、防火墙等。
大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，也就是网络关卡。

假设我们有两个网络：
网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0
网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0
要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。
只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。
下图就是网络A向网络B转发数据包的过程。

四、DNS服务器

详细介绍可以参考文章《域名系统-百度百科》

DNS也称域名系统，是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用UDP端口53。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。
我们访问一个网站的时候，使用的是域名，相对IP来说更加语义清晰、更加容易记忆，例如 www.baidu.com。
域名是由一串用点分隔的名字组成的，通常包含组织名，而且始终包括两到三个字母的后缀，以指明组织的类型或该域所在的国家或地区。
然而计算机之间的通信网络通信是通过IP进行的， 因此需要将域名解析为对应的IP，DNS就是进行域名解析的服务器。
DNS 维护着 域名(domain name)和IP地址 (IP address)的对照表，以解析消息的域名。

DNS 查询的过程如下图所示